package _array

import org.junit.Assert
import org.junit.Test

/*
https://leetcode.cn/problems/merge-sorted-array/description

88. 合并两个有序数组

给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2，另有两个整数 m 和 n ，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。
请你 合并 nums2 到 nums1 中，使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。
注意：最终，合并后数组不应由函数返回，而是存储在数组 nums1 中。为了应对这种情况，nums1 的初始长度为 m + n，其中前 m 个元素表示应合并的元素，后 n 个元素为 0 ，应忽略。nums2 的长度为 n 。


示例 1：
输入：nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3, nums2 = [2,5,6], n = 3
输出：[1,2,2,3,5,6]
解释：需要合并 [1,2,3] 和 [2,5,6] 。
合并结果是 [1,2,2,3,5,6] ，其中斜体加粗标注的为 nums1 中的元素。

示例 2：
输入：nums1 = [1], m = 1, nums2 = [], n = 0
输出：[1]
解释：需要合并 [1] 和 [] 。
合并结果是 [1] 。

示例 3：
输入：nums1 = [0], m = 0, nums2 = [1], n = 1
输出：[1]
解释：需要合并的数组是 [] 和 [1] 。
合并结果是 [1] 。
注意，因为 m = 0 ，所以 nums1 中没有元素。nums1 中仅存的 0 仅仅是为了确保合并结果可以顺利存放到 nums1 中。

提示：
nums1.length == m + n
nums2.length == n
0 <= m, n <= 200
1 <= m + n <= 200
-109 <= nums1[i], nums2[j] <= 109


进阶：你可以设计实现一个时间复杂度为 O(m + n) 的算法解决此问题吗？
 */
class leetcode_88 {
    @Test
    fun test_1() {
        val nums1 = intArrayOf(1, 2, 3, 0, 0, 0)
        val nums2 = intArrayOf(2, 5, 6)
        merge(nums1, 3, nums2, 3)

        val expected = intArrayOf(1, 2, 2, 3, 5, 6)
        Assert.assertEquals(expected.contentToString(), nums1.contentToString())
    }

    @Test
    fun test_2() {
        val nums1 = intArrayOf(1)
        val nums2 = intArrayOf()
        merge(nums1, 1, nums2, 0)

        val expected = intArrayOf(1)
        Assert.assertEquals(expected.contentToString(), nums1.contentToString())
    }

    @Test
    fun test_3() {
        val nums1 = intArrayOf(0)
        val nums2 = intArrayOf(1)
        merge(nums1, 0, nums2, 1)

        val expected = intArrayOf(1)
        Assert.assertEquals(expected.contentToString(), nums1.contentToString())
    }

    private fun merge(nums1: IntArray, m: Int, nums2: IntArray, n: Int) {
//        return merge1(nums1, m, nums2, n)
//        return merge2(nums1, m, nums2, n)
        return merge3(nums1, m, nums2, n)
    }

    private fun merge1(nums1: IntArray, m: Int, nums2: IntArray, n: Int) {
        /**
         * 双指针法
         *
         * 使用临时IntArray 复制 nums1 和 nums2 ，谁小复制谁
         * 然后copy 临时IntArray 到  nums1。
         *
         *  时间复杂度：O(N + M)
         *  空间复杂度：O(N + M)
         */
        val temp: IntArray = IntArray(m + n) { 0 }

        var p1: Int = 0
        var p2: Int = 0
        var i: Int = 0
        while (p1 < m || p2 < n) {
            if (p1 < m && p2 < n) {
                if (nums1[p1] <= nums2[p2]) {
                    temp[i] = nums1[p1]
                    p1++
                    i++
                    continue
                } else if (nums1[p1] > nums2[p2]) {
                    temp[i] = nums2[p2]
                    p2++
                    i++
                    continue
                }
            } else if (p1 < m) {
                temp[i] = nums1[p1]
                p1++
                i++
                continue
            } else {
                temp[i] = nums2[p2]
                p2++
                i++
                continue
            }
        }
        for (j in 0 until m + n) {
            nums1[j] = temp[j]
        }
    }

    private fun merge2(nums1: IntArray, m: Int, nums2: IntArray, n: Int) {
        /**
         * 双指针法
         *
         * i 指向 nums1 的m-1
         * j 指向 nums2 的 n-1
         * end 表示 从num1的末尾开始插入
         *
         * i 和 j 的元素，谁大，放谁，谁向左移动
         *
         * 时间复杂度：O(N)
         * 空间复杂度：O(1)
         */
        var end: Int = m + n - 1
        var i: Int = m - 1
        var j: Int = n - 1
        while (end >= 0 && i >= 0 && j >= 0) {
            if (i >= 0 && j >= 0) { // num1 和 num2 均没有到头
                if (nums1[i] <= nums2[j]) {
                    nums1[end] = nums2[j]
                    end--
                    j--
                } else {
                    nums1[end] = nums1[i]
                    end--
                    i--
                }
            } else if (i >= 0) { // num2 到头了
                nums1[end] = nums1[i]
                end--
                i--
            } else { // num1 到头了
                nums1[end] = nums2[j]
                end--
                j--
            }
        }
    }

    private fun merge3(nums1: IntArray, m: Int, nums2: IntArray, n: Int) { // merge2 的变体
        /**
         * 推荐这种写法：好懂，效率更高，
         *
         * 双指针法
         *
         * i 指向 nums1 的m-1
         * j 指向 nums2 的 n-1
         * end 表示 从num1的末尾开始插入
         *
         * i 和 j 的元素，谁大，放谁，谁向左移动
         *
         * 时间复杂度：O(N)
         * 空间复杂度：O(1)
         */
        var end: Int = m + n - 1
        var i: Int = m - 1
        var j: Int = n - 1
        while (end >= 0 && i >= 0 && j >= 0) { // num1 和 num2 均没有到头
            if (nums1[i] <= nums2[j]) {
                nums1[end] = nums2[j]
                end--
                j--
            } else {
                nums1[end] = nums1[i]
                end--
                i--
            }
        }

        while (end >= 0 && i >= 0) { // num2 到头了
            nums1[end] = nums1[i]
            end--
            i--
        }

        while (end >= 0 && j >= 0) { // num1 到头了
            nums1[end] = nums2[j]
            end--
            j--
        }
    }
}